一種利用微波技術(shù)制備抗性淀粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于淀粉加工技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種利用微波技術(shù)制備抗性淀粉的方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗性淀粉（resistantstarch,簡(jiǎn)稱RS)是指在人體小腸內(nèi)無(wú)法消化吸收的淀粉 (>120min)，抗性淀粉具有預(yù)防和緩解便秘、糖尿病、減肥以及促進(jìn)脂類代謝等生理功能，類 似于膳食纖維只在大腸中被微生物發(fā)酵利用，促進(jìn)腸道健康。淀粉糊化后在一定條件下放 置，直鏈淀粉可發(fā)生雙螺旋結(jié)合，或剛性較強(qiáng)分子鏈，難以被消化系統(tǒng)的酶水解，而為抗性 淀粉中最重要的一類。與膳食纖維相比，抗性淀粉不僅有相似的潛在生理功能，而且還有獨(dú) 特的理化性質(zhì)：在人體大腸內(nèi)可以完全被腸道微生物降解，并產(chǎn)生有益短鏈脂肪酸，有利于 人體健康.
[0003] 抗性淀粉作為一種優(yōu)良的膳食營(yíng)養(yǎng)增強(qiáng)劑應(yīng)用于食品中?？剐缘矸蹫榘咨勰?且無(wú)味，添加后對(duì)食品的感觀和質(zhì)地特性無(wú)影響；持水性低，便于加工控制；糊化溫度高 (>100°C)，熱穩(wěn)定性高，便于作為功能性原料可添加到相關(guān)食品加工的各個(gè)領(lǐng)域。將抗性淀 粉應(yīng)用到米面類食品中，如面包、饅頭、面條等主食制品，對(duì)改善人體腸道健康及身體健康 具有重要意義。
[0004] 在濕熱條件下，淀粉糊化后完全處于水合狀態(tài)，直鏈淀粉從淀粉顆粒逸出，在溶液 中隨機(jī)卷曲纏繞形成高聚物，在冷卻過(guò)程中聚合物的分子鏈通過(guò)氫鍵重新聚集，形成雙螺 旋結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度增加。天然淀粉通常含有支鏈淀粉和直鏈淀粉2個(gè)主要級(jí)分。其中，直鏈淀 粉的鏈結(jié)構(gòu)更容易形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，直鏈淀粉鏈長(zhǎng)為l〇DP(degreeofpolymerization)為 形成雙螺旋所需的最短鏈長(zhǎng)，當(dāng)直鏈淀粉的鏈長(zhǎng)大于100DP時(shí)，雙螺旋結(jié)構(gòu)的形成被抑制， 直鏈淀粉的鏈長(zhǎng)為10-100DP時(shí)對(duì)抗性淀粉（RS)的形成最有利。支鏈淀粉僅較長(zhǎng)的外鏈容 易發(fā)生雙螺旋，采用酶法，對(duì)支鏈淀粉進(jìn)行脫支，增加淀粉中的直鏈淀粉含量，并控制直鏈 淀粉的鏈長(zhǎng)，有利于抗性淀粉的形成。溫度對(duì)于RS含量有較大影響，淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成過(guò) 程中，當(dāng)溫度接近玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，結(jié)晶成核速度增加，但是晶體生長(zhǎng)速度較慢，當(dāng)溫度增 加時(shí)，有利于晶體的生長(zhǎng)。采用溫度循環(huán)方式，在較低溫度促進(jìn)晶核的形成，然后在較高溫 度使晶體生長(zhǎng)速度增大，有利于晶體的形成，且晶球數(shù)量少、尺寸大且較完善。
[0005]目前抗性淀粉制備方法主要有物理法、化學(xué)法及酶法等方法。采用上述方法（本 發(fā)明也是其中之一）不僅制備的抗性淀粉含量偏低，而且淀粉經(jīng)糊化或酶處理后冷卻時(shí)間 需要1?30天不等，老化過(guò)程時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低；化學(xué)方法制備抗性淀粉可能使產(chǎn)品存 在化學(xué)殘留等問(wèn)題，限制了產(chǎn)品的食品中的應(yīng)用。
[0006] 微波是頻率為0. 3GHz?300GHz的高頻電場(chǎng)，極性分子或基團(tuán)在高頻電場(chǎng)中發(fā)生 響應(yīng)，致使分子急劇摩擦、碰撞，物料內(nèi)各部分在同一瞬間獲得熱量而升溫。微波作用會(huì)使 物料失水，促進(jìn)分子高級(jí)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在微波場(chǎng)的作用下，淀粉分子中的極性基團(tuán)產(chǎn)生取 向并發(fā)生高頻擺動(dòng)，造成分子鏈的斷裂，從而使分子量和分子尺寸減小，淀粉分子構(gòu)象發(fā)生 變化，分子鏈的取向性增加，導(dǎo)致有序性增加，導(dǎo)致有序性增加，使抗性淀粉含量和分子鏈 剛性增加，有利于淀粉回生，抗性淀粉增加，酶解敏感性下降。將微波技術(shù)應(yīng)用于抗性淀粉 的制備，在干燥的同時(shí)促進(jìn)淀粉發(fā)生老化，有利于增加抗性淀粉含量。
[0007] 本發(fā)明以原淀粉為原料，經(jīng)過(guò)充分糊化后，采用耐高溫a-淀粉酶及普魯蘭酶水 解淀粉，調(diào)整淀粉分子鏈的鏈長(zhǎng)，使淀粉的分子鏈達(dá)到最佳長(zhǎng)度，隨后采用低溫儲(chǔ)藏技術(shù)及 微波薄層干燥誘導(dǎo)分子鏈的有序化并干燥固化，獲得抗性淀粉。產(chǎn)品的抗性淀粉含量高，生 產(chǎn)時(shí)間縮短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種利用微波處理及干燥技術(shù)制備 獲得高純度抗性淀粉的方法。本發(fā)明不僅工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，制備周期大大縮短，顯著增 加了抗性淀粉的得率及產(chǎn)品抗性淀粉含量，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；可大大擴(kuò)寬微波技術(shù)在食品工業(yè)中 的應(yīng)用，產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0009] 本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0010] 一種利用微波后處理技術(shù)制備抗性淀粉的方法，所述的制備方法包括淀粉預(yù)糊 化、壓熱處理和酶解、老化、干燥和精制步驟。依次得到終產(chǎn)品抗性淀粉A和高純度抗性淀 粉B;具體制備步驟如下：
[0011] 1)淀粉的預(yù)糊化：以原淀粉（本發(fā)明指的是未改性的淀粉，下同）為原料，加入適 量的水，配制成10?30%淀粉漿，在室溫下振蕩5min，使淀粉與水混合為均勻的樣品，將混 勾樣品在80?100°C下預(yù)糊化15?45min，得到預(yù)糊化物料；
[0012] 2)壓熱處理及酶解：將步驟1)的預(yù)糊化物料放置于110?135°C，0.IMPa的條件 下壓熱處理25?40min;待物料冷卻后，調(diào)整pH至5. 5?6. 5,按1?50U/g淀粉的量加 入耐高溫的a-淀粉酶，在溫度為80?92°C下酶解5?25min，冷卻至40°C后，調(diào)整pH至 4. 5?5. 5,按4?50U/g淀粉的量加入普魯蘭酶，在溫度為40?55°C下酶解4?24h，得 到分子鏈鏈長(zhǎng)為20?120DP的鏈段；
[0013] 3)老化及干燥：將步驟2)所得的物料均勻的平鋪于平板上，使淀粉層厚度為 0. 1?2mm，于4°C下存放3?5h，再將平板置于微波爐中，按微波劑量為0. 1?1. 6w/g物 料處理物料，當(dāng)物料溫度達(dá)到30?55°C后，取出所述的平板冷卻至室溫，于4°C條件下靜置 3?5h，重復(fù)上述步驟2?4次，至淀粉中的水分含量為10?15% ;將干燥后的物料粉碎 后過(guò)100目篩，得抗性淀粉A;
[0014] 精制：在所得的抗性淀粉A中，按抗性淀粉質(zhì)量與水的體積比為1:30添加水，振蕩 混勻，在90?120°C下熱處理0. 5?lh;再用鹽酸調(diào)整淀粉溶液的pH至1. 5?2,在35-40°C 下振蕩反應(yīng)0. 5?lh，然后再調(diào)節(jié)淀粉溶液的pH至7?8,加入250?350U/g淀粉的胰酶， 在35-40°C下酶解90?150min，過(guò)濾，將所得濾渣用90?100°C的氣流干燥10?25s至水 分含量為10?15%，粉碎，過(guò)100目篩，得到高純度抗性淀粉B。
[0015] 上述步驟1)中所述的原淀粉選自玉米、大米、小麥、馬鈴薯、甘薯、蠶豆、綠豆、豌 豆原淀粉中的一種。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì)在于：